هیگز-ذره خدا

جناب پروفسور بفرماید که مدل استاندارد چیست ؟
مدل استاندارد یک نظریه کوانتومی است در صد ساله اخیر تلاش شده برای تعیین مدلی که ذرات بنیادی و نیروها و برهم کنش های بنیادی حاکم بر ذرات را مشخص کند.

منظور از ذرات چیست و ذرات بنیادی یعنی چه؟

کل عالم هستی از دو نوع ذره تشکیل شده ذراتی که اسپین آنها نصف عدد صحیح است و ذراتی که اسپین آنها عدد صحیح است. ذرات نوع اول را فرمیون و ذرات نوع دوم را بوزون می گویند مثلا الکترون و نوترینو و میون و … فرمیون هستند در حالیکه فوتون و بوزون ها و ذرات w بوزون هستند. البته ذره دیگری هم بعنوان باررنگ نام گذاری شده و گلوئون است. 
منظور از ذرات بنیادی ذراتی هستند که به ذرات دیگر تجزیه نمی شوند مثلا فوتون و الکترون و کوارک ها و… ذرات بنیادی هستند و به ذرات دیگر تجزیه نمی شوند درحالیکه پروتون و نوترون که ساختار هسته ها هستند ذرات بنیادی نیستند زیرا هریک به  حداقل ۳ ذره بنیادی کوارک تجزیه می شوند  کارمدل استاندارد اینست که این ذرات و نیروهای حاکم بر آنها را معین می کند.

حال که ذرات تشکیل دهنده عالم هستی بوزون و فرمیون هستند انواع نیروهای طبیعت چگونه اند؟

بر اساس مدل استاندارد چهار نوع نیرو در طبیعت وجود دارد یعنی تمام برهم کنش های طبیعت محدود به چهار نیرو است. نیروی گرانشی - نیروی برهم کنش ضعیف - نیروی الکترومغناطیسی - نیروی برهم کنش قوی .  
عامل نیروی گرانش جرم و انرژی است و عامل نیروی برهم کنش ضعیف طعم(کوارک ها و لپتون ها) است و عامل نیروی الکترومغناطیسی بار الکتریکی است و عامل نیروی برهم کنش قوی باررنگ است ( گلوئون ها )

جناب پروفسور بفرمائید جایگاه ذره بوزون هیگز در این مدل کجاست ؟

در مدل استاندارد برای آنکه ذرات بنیادی که ساختار اصلی جهان هستند و عالم هستی از آنها بوجود آمده است جرم داشته باشند می بایست ذره ای به نام بوزون هیگز وجود داشته باشد تا به آنها جرم بدهد یعنی آنها را بوجود آورد در حقیقت  بوزون هیگز ذره ای است که واسطه تبدیل انرژی به جرم است جای این ذره در مدل استاندارد خالی بوده است و ضرورت وجود آن بر طبق این مدل در دهه ۱۹۶4 میلادی (مهرماه ۱۳۴۳) توسط پیتر هیگز پروفسور دانشگاه ادینبورگ انگلستان به طور نظری پیش بینی شد که به منظور قدردانی از تلاش های او این ذره به نام او هیگز نام گذاری شد البته او تنها فیزیکدانی نبود که بوزونی را که به ذرات دیگر جرم می دهد را پیش بینی کند گروه های تحقیقاتی دیگری هم این کار را کردند فکر می کنم دو گروه دیگر هم این کار را کردند و به نتیجه پروفسور هیگز رسیدند به همین دلیل کمیته نوبل نتوانست معین کند که جایزه نوبل را به چه کسی بدهد.

با توجه به اهمیت این ذره بوزون هیگز که در حقیقت تولید کننده تمام ذرات می باشد چرا دیر کشف شد؟

بدون کشف بوزون هیگز همواره شواهدی برای وجود مکانیسم هیگز وجود داشت و باعث شده بود که پیش بینی های مدل استاندارد در موارد زیادی به حقیقت بپیوندد یکی از این موفقیت ها کشف سنگین ترین کوارک(تاپ)بود که در سال ۱۹۹۵(۱۳۷۴) در آزمایشگاه ملی فرمی در شیکاگو امریکا کشف شد البته آزمایشگاه فرمی درحد آزمایشگاه سرن است این آزمایشگاه به کمک شتابدهنده ذرات موفق شد ذره کوارک تاپ را مطابق پیش بینی ها در محدوده انرژی ۱۷۶ گیگاالکترون ولت کشف کند ولی کشف ذره بوزون هیگز آخرین مهر تأیید بر نیم قرن تلاش برای کشف این ذره بود و همچنین تأیید کامل مدل استاندارد

این ذره کی و کجا و چگونه کشف شد؟

این ذره در روز چهار شنبه 14/4/91 توسط فیزیکدان ها در آزمایشگاه فیزیک هسته ای اروپا(سرن)در نزدیکی شهر ژنو سوئیس  کشف شد که یکی از بزرگترین رازهای علم را بر ملا کرد و شاید به انتظاری که نیم قرن می رفت پایان داد.
انرژی این ذره در محدوده بین ۱۱۵ تا ۱۵۲ گیگاالکترون ولت است برابر گزارش سخنگوی آزمایش سی-ام-سی چگونگی یافتن آثار واپاشی های مرتبط با ذره بوزون هیگز و تعیین پراکندگی آماری و دقت این آزمایش هاست. در این آزمایشگاه پژوهشگران فیزیک هسته ای برخورد ذرات را در (LHC) به ۸ تراالکترون ولت رساندند زیرا در برخوردهای پرانرژی احتمال یافتن ذره بوزون هیگز بیشتر بود و نتیجه آزمایش ها با حدود  اعتماد۹۹/۹۹ درصد به دست آمد. 

آزمایشگاه فیزیک هسته ای سرن که این ذره در آنجا کشف شد کجاست و نقش دانشمندان ایرانی در آن چیست؟

جواب ۷: این آزمایشگاه با سرمایه گذاری چندین کشور من جمله کشور عزیزمان ایران در سرن در نزدیکی شهر ژنو سوئیس ایجاد شده است و از سال ۲۰۰۰میلادی تا کنون عده ای از فیزیک دانان کشورمان از طریق پژوهشکده ذرات و شتابگرها در پژوهشگاه دانش های بنیادی(IPM)تهران در این پروژه عظیم بین المللی مشارکت کرده اند و تعدادی از دانشمندان فیزیک ایران نیز درآن آزمایشگاه به کار تحقیقاتی و پژوهش می پردازند البته بنده اطلاع ندارم ولی احتمال می دهم که در یافتن این ذره دانشمندان ایران نیز سهیم بوده اند


استاد بفرمایید که چرا ذره هیگز را ذره خدا می نامند؟

ازآنجا که موجودات و ذرات عالم خلقت همگی دارای جرم هستند و ذره بوزون هیگز واسط تبدیل انرژی به جرم می باشد یعنی بوزون هیگز عامل اصلی تولید جرم بوده لذا عامل اصلی تولید ذرات است (همان دو نوع ذره بنیادی که ساختار اصلی جهان می باشد )و به تبع آن چون عالم هستی از ذرات فرمیون و بوزون خلق شده اند لذا ذره بوزون هیگز می تواند عامل خلقت اشیا و موجودات باشد و به این دلیل به آن ذره خدا می گویند و یا به عبارت دیگر و با برداشت و تحلیل اینجانب شاید خداوند اول بوزون هیگز راخلق کرده و به وجود آورده و سپس با آن جهان هستی را خلق نموده است لذا به نظر می آید که این ذره وسیله و ابزار کار خلقت جهان بوده است.

چرا کشف این ذره درک صحیح تری از جهان در هر۲ مقیاس کوچک (فیزیک ذرات بنیادی) و مقیاس بزرگ(کیهان شناسی) فراروی دانشمندان قرار می دهد؟

مقیاس کوچک را در این بحث توضیح دادیم ولی در مقیاس بزرگ(کیهان شناسی) براساس نظریه بیگ بنگ(Big Bang) یا انفجار بزرگ نظریه پروفسور جورج گاموف که در سال ۱۹۶۴ ارائه شد جهان در ابتدا به صورت یک کره انرژی متراکم بوده بعد به دلایل ناشناخته انفجاری عظیم صورت گرفته و منفجر شده و سیارات و ستارگان درکهکشان های موجود پاره ها و تکه های آن انفجار عظیم هستند که همچنان بر اثر انفجار اولیه از هم دور میشوند و جهان در حال انبساط است  لذا می توان تصور نمود انرژی متراکم که درحقیقت همان جرم می باشد (زیرا براساس نظریه اینشتین جرم و انرژی به هم تبدیل می شوند) و بوزون هیگز نیز عامل تبدیل انرژی به جرم است لذا می توان با این ایده راههای جدیدی را مورد بحث و بررسی قرارداد 
البته با توجه به نظریه بیگ بنگ و صرفا با اعتقاد اینجانب در قرآن کریم در آیه ۳۰ سوره انبیاء میتوان برداشتی این چنین نمود و انفجار عظیم را براساس آن توصیف کرد (اولم یرالذین کفروا ان السماوات و الارض کانتا رتقا ففتقناهما و جعلنا من الماء کل شی حی افلا یؤمنون)
آیا کافران ندیدند که آسمان ها و زمین به هم بسته بود (همان انرژی متراکم جورج گاموف)ما(خداوند)آن را شکافتیم(انفجار عظیم)و سپس از آب هرچیز را زنده گردانیدیم چرا باز به خدا ایمان نمی آورید؟
البته بحث پیرامون نظریه بیگ بنگ فراوان است اگر فرصتی و حالی بود می توان بحث مفصلی داشت.


جناب پروفسور در پایان اگر نقطه نظری دارید بفرمائید .

باید خاطرنشان کرد که یکی از برجسته ترین و جالبترین مثالها از کاربرد وتوانایی فیزیک نظری کشف ذره بوزون هیگز است و این که یک ذهن خلاق نیم قرن پیش(۱۹۶۴) ذره ای را پیش بینی کرده که سالها طول کشیده و هزاران نفر متخصص در رشته های گوناگون فیزیک و با صرف میلیاردها دلار هزینه به طور تجربی آن را آشکارسازی کرده اند 
ضمنا این مطلب نیز گویاست که کشور عزیز ما نیز همگام و همراه با آخرین دستاوردهای علمی دنیا به پیش می رود و در شهرستان شاهرود و در دانشگاه صنعتی نیز در زمینه علمی فعالیت روزانه وجود دارد به امید پیروزی ها و موفقیت های بیشتر انشا ا...

/ 1 نظر / 50 بازدید
11

سلام خسته نباشید -هسته ای 2 (جلد دوم) حل تمرین دارین ؟؟؟اگه زحمتی نیست برام ایمیل کنید باتشکر